Construir un robot requiere tiempo, habilidad técnica, los materiales adecuados y, a veces, un poco de hongo.

Al crear un par de nuevos robots, los investigadores de Cornell han cultivado un componente improbable, que no se encuentra en el laboratorio sino en el suelo del bosque: micelios de hongos.Al aprovechar las señales eléctricas innatas del micelio, los investigadores descubrieron una nueva forma de controlar robots "biohíbridos" que potencialmente pueden reaccionar a su entorno mejor que sus homólogos puramente sintéticos.

El artículo del equipo, "Control sensoriomotor de robots mediado por mediciones electrofisiológicas de micelios fúngicos",esta publicadoenRobótica científica.El autor principal es Anand Mishra, investigador asociado en el Laboratorio de Robótica Orgánica dirigido por Rob Shepherd, profesor de ingeniería mecánica y aeroespacial en Cornell Engineering, y autor principal del artículo.

"Este artículo es el primero de muchos que utilizarán el reino fúngico para proporcionar sensores ambientales y señales de comando a los robots para mejorar sus niveles de autonomía", dijo Shepherd."Al cultivar micelio en la electrónica de un robot, pudimos permitir que la máquina biohíbrida detecte y responda al entorno. En este caso utilizamos la luz como entrada, pero en el futuro será química. El potencial para el futuroLos robots podrían detectar la química del suelo en cultivos en hileras y decidir cuándo agregar más fertilizante, por ejemplo, tal vez mitigando los efectos posteriores de la agricultura, como la proliferación de algas nocivas".

Al diseñar los robots del mañana, los ingenieros se han inspirado en gran medida en lareino animal, con máquinas que imitan la forma en que se mueven los seres vivos, perciben su entorno e incluso regulan su temperatura interna a través de la transpiración.Algunos robots han incorporado material vivo, como células de tejido muscular, pero aquellossistemas biológicos complejosson difíciles de mantener sanos y funcionales.Después de todo, no siempre es fácil mantener vivo a un robot.

Los micelios son la parte vegetativa subterránea de los hongos y tienen una serie de ventajas.Pueden crecer en condiciones difíciles.También tienen la capacidad de detectar señales químicas y biológicas y responder a múltiples entradas.

"Si piensas en un sistema sintético, digamos, cualquier sensor pasivo, simplemente lo usamos para un propósito. Pero los sistemas vivos responden al tacto, responden a la luz, responden al calor, responden incluso a algunas incógnitas,como señales", dijo Mishra."Es por eso que pensamos, está bien, si quisieras construir robots futuros, ¿cómo podrían trabajar en un entorno inesperado? Podemos aprovechar estos sistemas vivos, y cualquier entrada desconocida llega, el robot responderá a eso".

Sin embargo, encontrar una manera de integrar hongos y robots requiere algo más que conocimientos de tecnología y habilidades verdes.

"Hay que tener experiencia enIngeniería Mecánica, electrónica, algo de micología, algo de neurobiología, algún tipo de procesamiento de señales", dijo Mishra. "Todos estos campos se unen para construir este tipo de sistema".

Mishra colaboró ​​con una variedad de investigadores interdisciplinarios.Consultó con Bruce Johnson, investigador asociado senior en neurobiología y comportamiento, y aprendió a registrar losseñales electricasque se transportan en los canales iónicos similares a neuronas en la membrana del micelio.Kathie Hodge, profesora asociada de patología vegetal y biología de microbios vegetales en la Escuela de Ciencias Vegetales Integrativas de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida, le enseñó a Mishra cómo cultivar cultivos de micelio limpios, porque la contaminación resulta ser todo un desafío cuando sepegar electrodos en hongos.

El sistema que desarrolló Mishra consta de una interfaz eléctrica que bloquea las vibraciones y las interferencias electromagnéticas y registra y procesa con precisión la actividad electrofisiológica del micelio en tiempo real, y un controlador inspirado en generadores de patrones centrales, una especie de circuito neuronal.Básicamente, el sistema lee la señal eléctrica bruta, la procesa e identifica los picos rítmicos del micelio y luego convierte esa información en una señal de control digital, que se envía a los actuadores del robot.

Se construyeron dos robots biohíbridos: un robot blando con forma de araña y un robot con ruedas.

Los robots completaron tres experimentos.En el primero, los robots caminaron y rodaron, respectivamente, como respuesta a los picos continuos naturales en la señal del micelio.Luego, los investigadores estimularon a los robots con luz ultravioleta, lo que les hizo cambiar su forma de andar, demostrando la capacidad del micelio para reaccionar a su entorno.En el tercer escenario, los investigadores pudieron anular por completo la señal nativa del micelio.

Las implicaciones van mucho más allá de los campos de la robótica y los hongos.

"Este tipo de proyecto no se trata sólo de controlar un robot", dijo Mishra."También se trata de crear una verdadera conexión con el sistema vivo. Porque una vez que escuchas la señal, también entiendes lo que está pasando. Tal vez esa señal provenga de algún tipo de estrés. Entonces estás viendo la respuesta física, porque esasseñales que no podemos visualizar, pero elrobotestá haciendo una visualización."Los coautores incluyen a Johnson, Hodge, Jaeseok Kim de la Universidad de Florencia, Italia, y la asistente de investigación universitaria Hannah Baghdadi.

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